专利名称：一种尾气净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种尾气净化装置，尤其属于一种可捕集柴油发动机尾气颗粒的净化装置，特别涉及采用未烧结金属纤维毡构成的尾气净化装置。
背景技术：
柴油机由于燃烧方式与汽油机不同为压燃式，其尾气中排放的颗粒物远远超过汽油机的颗粒物排放，而DPF柴油车颗粒物捕集器就是解决这一难题的最佳方案，DPF是 Diesel Particulate Filter简称。现有的DPF主要采用碳化硅、堇青石等陶瓷材料制作成蜂窝状壁透式结构，将颗粒物吸附集聚在孔道壁上，过滤效率很高，但这样的结构导致背压很大，再生周期短，对于硫含量过高的柴油很容易引起堵塞。且再生时的温度超过650°C，陶瓷材料导热性不良，容易受热不均而开裂，缩短使用寿命。而目前发展的金属DPF，主要采用半通透的烧结金属纤维毡和金属蜂窝的内芯结构，此种结构对于背压有一定的降低作用，但是对颗粒物的再生，由于通透的开孔结构很难控制颗粒物的集中排放，即通常所说的冒黑烟，且结构复杂造价高昂。
发明内容本实用新型根据现有技术的不足公开了一种尾气净化装置。本实用新型要解决的问题是通过一种制造成本更低，净化效果更好，结构更优，加工方便的尾气净化装置。本实用新型通过以下技术方案实现尾气净化装置，包括壳体和设置在壳体内的过滤器，其中所述过滤器有可通过所述尾气并将尾气中微粒捕集的壁，所述壁沿壳体轴向倾斜设置，所述轴向设置壁在壳体内构成剖面成“W”形的结构。进一步所述壁由两侧外表面的金属丝网包裹中间的未烧结金属纤维毡压制构成。更进一步所述壁中间未烧结金属纤维毡由金属纤维的乱丝结构构成，丝长2 3 厘米。更进一步所述壁“W”形结构的端部由连接卡连接固定相邻两轴向设置壁构成。上述过滤器的壁有通过喷涂涂敷在所述尾气通过表面的催化剂。所述“W”形结构的壁两端面径向呈连续的螺旋结构。DPF是目前采用的颗粒物捕集器，通常有壳体和设置在壳体内的过滤器组成，壳体有与尾气排出口连接的机构，排出的尾气沿壳体内通过过滤器。本实用新型尾气净化装置所述过滤器有可通过所述尾气并将尾气中微粒捕集的壁，所述壁沿壳体轴向倾斜设置，所述轴向设置壁在壳体内构成剖面成“W”形的结构。本实用新型采用尾气气体可通过的壁在壳体内沿轴向倾斜设置，所述倾斜设置是由沿轴向布置的壁两端两两连接形成的，尾气沿壳体轴向进入，通过过滤器壁后，过滤后气体沿壳体轴向流出。上述结构对于背压有一定的降低作用。本实用新型过滤器壁由两侧外表面的金属丝网包裹中间的未烧结金属纤维毡压制构成。所述壁由三层结构构成，两外表面是金属丝网，中间是未烧结金属纤维毡，可通过将金属丝网包裹住纤维毡通过压波机压波定型制成。采用未烧结的金属纤维毡生产成本相对低廉很多。所述壁中间未烧结金属纤维毡由金属纤维的乱丝结构构成，丝长2 3厘米， 该结构纳污力强，不会出现高空速下颗粒物吹脱的情况。本实用新型所述壁“W”形结构的端部由连接卡连接固定相邻两轴向设置壁构成， 还可以有其他连接或固定方法，其目的都是形成沿壳体轴向倾斜设置的壁，尾气全通过过滤器壁即可。本实用新型尾气净化装置的过滤器壁有基于VIII族金属合金的DPF载体，用于制备可以连续再生且造价相对较低的柴油车颗粒物捕集转化器。本实用新型的有益性，本实用新型“W”形结构的壁有利于背压降低，可以连续再生且造价相对较低，DPF内芯的未烧结金属纤维毡金属纤维乱丝结构，纳污力强，不会出现高空速下颗粒物吹脱的情况。由于采用连续再生的方式边捕集边反应，使得出现大面积堵塞的情况大为减少。而DPF的外壳采用保温密封衬垫加筒体封装，使得内部的温度降低不大， 可以避免由于环境温度的降低而出现外层颗粒物达不到燃烧或反应温度而聚集堵塞的情况发生。
图1是本实用新型尾气净化装置剖视结构示意图；图2是本实用新型尾气净化装置端面径向结构示意图；图3是本实用新型尾气流动示意图。图中，1是过滤器壁，2是过滤器壁连接端部，3是壳体，4是中心固定盘，5是固定杆，6是过滤器壁另一连接端部，A是尾气入口，B是气体出口。
具体实施方式下面通过具体实施方式
和附图对本实用新型进一步说明。实施例用于说明本实用新型，不以任何方式限制本实用新型。结合图1至图3。尾气净化装置，包括壳体3和设置在壳体内的过滤器，过滤器有可通过所述尾气并将尾气中微粒捕集的壁1，壁1沿壳体轴向倾斜设置，轴向设置壁1在壳体内构成剖面成 “W”形的结构。壁1由两侧外表面的金属丝网包裹中间的未烧结金属纤维毡压制构成。壁 1中间未烧结金属纤维毡由金属纤维的乱丝结构构成，丝长2 3厘米。壁1“W”形结构的端部由连接卡连接固定相邻两轴向设置壁构成。过滤器的壁1有通过喷涂涂敷在所述尾气通过表面的催化剂。“W”形结构的壁1两端面径向呈连续的螺旋结构。本净化装置采用以下步骤制备一 )卡条制作a将20mmX IOOOmmXO. 6mm的430型号钢条通过线切割(或冲压)切出5mm宽8_
深的齿槽。b将一部分线切割好的钢板条用专用夹具夹住并把奇数和偶数齿向相反方向弯曲形成约45°的角(大小可改变根据自己操作方便来定)。[0028]c将另一部分线切割好的钢板条用专用夹具夹住并把其中一半的齿弯曲形成约 45°角(b和c数量对半)。二 )压波a纤维毡切成160mm宽，长度方便加工就行但至少要大于1000mm。同样把金属丝网切成400mm宽与纤维毡同长。b将金属丝网包裹住纤维毡通过压波机压波定型，储存备用。三)夹边用(一)卡(二)。用双弯曲的卡条b将两卷压好的波网夹好使其成为一卷双层网。而另一边用单弯曲的卡条夹好(注意单弯曲的卡条夹时要把未弯曲的边向外部)。四)卷筒将(三)卷成筒。把(三)中做出来的新波网用力卷成筒状(注意一定要卷紧而且卷筒过程中两层之间要垫一个保持距离的垫条)，卷好后用金属丝网包裹一层，然后用卡箍夹紧，使其直径小于装在筒的直径然后垂直塞入筒中，松开卡箍。五)再次夹边将垫卷筒的垫条抽出，然后把单弯曲的卡条，未弯曲的齿弯曲夹住另一边使其封□。六)固定把(五)做好的筒上下用十字形的钢条焊接卡好使其不会松动。七)预处理及涂敷将做好的POC载体放在高温炉内按室温一3000C Ihr — 600°C Ihr — 800°C 3hr 升温曲线进行热处理，用喷枪将事先磨好的一定比例的浆料涂敷在载体内部，60°C风干。八)成品焙烧涂敷风干后的催化剂放在马弗炉或者煅带炉上550°C 2h出炉冷却即成。本实用新型将金属合金纤维毡用丝网包覆，压制成一定宽度的波纹网带，将两片波纹网带一端用卡条夹紧，然后卷成筒状，将另一端用卡条夹紧，形成截面为W形的交错结构的载体。气流从一端进入，必须从波纹网带的纤维毡内部出来，所携带的颗粒物就被拦截在了纤维毡上。DPF —般装在柴油机氧化型催化剂(DOC)的后端，与DOC形成一套颗粒物后处理系统，其颗粒物的连续再生主要通过以下两种途径。一种是由于DOC的强氧化作用使尾气中的NO转化为NO2,遇到DPF上的颗粒物会发生如下反应N02+C = N0+C0, (1)C0+02 = CO2 (2)从而使堵塞的碳颗粒变成气体跑出，实现再生。另一种途径是通过进气端喷涂催化涂层，将碳颗粒的燃点大大降低(可到250°C 以下)，使聚集在纤维丝上的颗粒物在大功率加速的情况下燃烧掉，从而实现再生。本发明的DPF内芯采用了特种金属合金材料，外壳采用不锈钢，金属的导热性优良，可以避免受热不均而断裂。而且金属的韧性好耐震动，不会出现机械破碎的情况。当尾气中的颗粒物进入DPF内芯，主要通过如下几种方式被拦截[0052](1)碰撞及吸附发动机排气流经金属丝网或耐高温的纤维时，较大的颗粒碰撞纤维的机会较多， 并被嵌留在其中，较小的颗粒最初虽能绕过纤维流动，或能经过过滤芯的微孔，但只要一接触滤芯材料表面，就会被吸附在纤维上。(2)惯性拦截在金属纤维滤芯中，大的颗粒不能通过纤维之间的孔道，被直接拦截在滤芯中。小的颗粒随排气流在滤芯中流动时，会产生惯排气流，在排列杂乱的纤维层中流动时，流线的方向不断变化，具有较大动量的颗粒会由于惯性而来不及随气流变换方向，脱离原来的轨迹向纤维靠拢，接触纤维而被拦截。(3)扩散拦截在柴油机排气中，小的颗粒由于气体分子热运动的碰撞，会做不规则的布朗运动。 如果排气颗粒的浓度是均勻的，那么这种布朗运动不会使颗粒的宏观传输发生变化；但是由于纤维体对颗粒的拦截，形成了浓度梯度，从而引起颗粒从高浓度区向低浓度区扩散，增加颗粒因接触纤维而被拦截的概率。扩散效应大约在过滤纤维截面120°扇形面的范围内起作用。(4)重力沉降当缓慢运动的柴油机排出尾气流经颗粒捕集器时，由于尾气滞留的时间比较长， 较大的颗粒可能由于重力的作用而脱离原来的流线沉积在捕集单元上。本发明的DPF内芯是金属纤维的乱丝结构，丝长2 3厘米，纳污力强，不会出现高空速下颗粒物吹脱的情况。由于采用机械卷制的形式，加工简便，可根据不同的发动机排量，制备不同直径和体积的载体，方便匹配，且由于采用非烧结的金属纤维毡，制作成本比常用的烧结金属纤维毡大幅降低，对于在用车改造具有很好的应用价值。本发明的DPF载体经过台架试验ESC-13工况循环测试，对柴油颗粒物的平均转化效率可达82. 3%，优于烧结金属纤维毡60%左右的捕集效率。而采用催化涂层技术可使颗粒物达到连续再生，故使用寿命可以比没有涂层的延长。
权利要求1.一种尾气净化装置，包括壳体和设置在壳体内的过滤器，其特征在于所述过滤器有可通过所述尾气并将尾气中微粒捕集的壁，所述壁沿壳体轴向倾斜设置，所述轴向设置壁在壳体内构成剖面成“W”形的结构。
2.根据权利要求1所述的尾气净化装置，其特征在于所述壁由两侧外表面的金属丝网包裹中间的未烧结金属纤维毡压制构成。
3.根据权利要求2所述的尾气净化装置，其特征在于所述壁中间未烧结金属纤维毡由金属纤维的乱丝结构构成，丝长2 3厘米。
4.根据权利要求2所述的尾气净化装置，其特征在于所述壁“W”形结构的端部由连接卡连接固定相邻两轴向设置壁构成。
5.根据权利要求1至4任一项所述的尾气净化装置，其特征在于所述过滤器的壁有通过喷涂涂敷在所述尾气通过表面的催化剂。
6.根据权利要求5所述的尾气净化装置，其特征在于所述“W”形结构的壁两端面径向呈连续的螺旋结构。
专利摘要本实用新型公开了一种尾气净化装置，包括壳体和设置在壳体内的过滤器，过滤器有可通过所述尾气并将尾气中微粒捕集的壁，所述壁沿壳体轴向倾斜设置，所述轴向设置壁在壳体内构成剖面成“W”形的结构；所述壁由两侧外表面的金属丝网包裹中间的未烧结金属纤维毡压制构成；过滤器的壁有通过喷涂涂敷在所述尾气通过表面的催化剂；“W”形结构的壁两端面径向呈连续的螺旋结构。本实用新型“W”形结构的壁有利于背压降低，未烧结金属纤维毡金属纤维乱丝结构，纳污力强，不会出现高空速下颗粒物吹脱的情况；连续再生的边捕集边反应使得出现大面积堵塞的情况减少；外壳采用保温密封衬垫加筒体封装，可以避免因环境温度变化聚集堵塞的情况发生。
文档编号F01N3/022GK202125334SQ20112025131
公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者王磊, 陈朝华 申请人:四川中自尾气净化有限公司